意法半導(dǎo)體推出 STM32WL33 低功耗、長(zhǎng)距離無(wú)線微控制器，擴(kuò)展專用生態(tài)系統(tǒng)

2024 年 11月29日，中國(guó)——意法半導(dǎo)體宣布 STM32WL33系列無(wú)線微控制器 (MCU) 正式上市，新系列產(chǎn)品集成了最新一代Sub-GHz長(zhǎng)距離射頻收發(fā)器、Arm® Cortex®-M0+處理器內(nèi)核和針對(duì)智能表計(jì)應(yīng)用定制的外設(shè)以及改進(jìn)的省電功能。新款 MCU 大大簡(jiǎn)化了無(wú)線解決方案的設(shè)計(jì)，縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間，并延長(zhǎng)了電池續(xù)航時(shí)間。

這些新的面向物聯(lián)網(wǎng)的微控制器可用于智能 (水電燃?xì)? 表、警報(bào)系統(tǒng)、智能建筑設(shè)備、物流跟蹤和近距離檢測(cè)。新產(chǎn)品還是其他高端智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的理想選擇，例如，智慧城市監(jiān)測(cè)、智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)，包括土壤狀況和動(dòng)物福利報(bào)告、森林火災(zāi)檢測(cè)、水表和漏水檢測(cè)等。

在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，開(kāi)發(fā)人員可以利用靈活的產(chǎn)品選項(xiàng)、超低功耗架構(gòu)、一流的射頻能效和創(chuàng)新功能來(lái)優(yōu)化無(wú)線通信距離，簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

新產(chǎn)品集成了意法半導(dǎo)體獨(dú)特的模擬流量感測(cè)控制器 LCSC，可以簡(jiǎn)化和優(yōu)化水表設(shè)計(jì)。LCSC 集成電路可與傳統(tǒng)的機(jī)電式水表配合使用，無(wú)需 MCU介入即可測(cè)量水流量，并提供適當(dāng)?shù)姆来鄹墓δ?。憑借這些功能特性，LCSC 為水表帶來(lái)安全保護(hù)，將電池續(xù)航時(shí)間延長(zhǎng)至 15 年以上，同時(shí)優(yōu)化水表的集成度和成本結(jié)構(gòu)。

此外，新產(chǎn)品還有一個(gè)超低功耗 (4.2μA) 寬帶喚醒射頻接收器。在主通信射頻收發(fā)器為了省電而關(guān)閉電源期間，該寬帶喚醒射頻接收器能夠監(jiān)聽(tīng)喚醒信號(hào)。這個(gè)常開(kāi)射頻接收器對(duì)電池耗電量的影響微乎其微，并提供待機(jī)模式，在收到正確的射頻喚醒信號(hào)后，快速做出響應(yīng)。應(yīng)用場(chǎng)景包括流動(dòng)抄表或電池供電監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用固件升級(jí)服務(wù)喚醒功能。此外，由固定位置信標(biāo)標(biāo)簽等設(shè)備生成的喚醒信號(hào)可以通過(guò)OOK 調(diào)制傳輸信息，為物流和倉(cāng)庫(kù)行業(yè)提供便捷的資產(chǎn)跟蹤或位置標(biāo)記解決方案。

芯片上集成一整套可編程存儲(chǔ)器、外設(shè)和安全服務(wù)，讓開(kāi)發(fā)人員只用很少的外部電路就能開(kāi)發(fā)功能豐富的應(yīng)用。集成的功能包括 256 KB 閃存、32 KB SRAM 和靈活的外設(shè)，包括 16 段 LCD 驅(qū)動(dòng)器、12 位 1Msample/s 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、模擬比較器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)、多個(gè)計(jì)時(shí)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC)。安全服務(wù)包括安全啟動(dòng)、安全固件更新、128 位 AES 和隨機(jī)數(shù)生成器 (RNG)。

新產(chǎn)品全系支持 413-479 MHz 或 826-958 MHz 免許可頻段，還有一款特殊產(chǎn)品型號(hào)STM32WL33CCV6A，是采用169MHz 頻段通信。這款STM32WL33產(chǎn)品嵌入了兩個(gè)可編程功率放大器，射頻輸出功率有+14dBm 和+20dBm兩檔可選，進(jìn)一步優(yōu)化了主動(dòng)傳輸期能效。為節(jié)省電能，歐盟、韓國(guó)和日本的法律將最大射頻輸出功率限制在 +14dBm。為延長(zhǎng)通信距離，北美和亞太地區(qū)允許使用 +14dBm 或 +20dBm的最高射頻輸出功率。有兩檔輸出功率的STM32WL33 無(wú)線 MCU可在全球部署，并為全球跟蹤應(yīng)用帶來(lái)漫游功能。

這個(gè)可配置性很高的射頻收發(fā)器支持多協(xié)議運(yùn)行，帶來(lái)多調(diào)制機(jī)制的靈活性，包括高達(dá) 600kbit/s 的 4-(G)FSK、2-(G)FSK、(G)MSK、DBPSK、DSSS 和 ASK?？删幊套灾鳡顟B(tài)機(jī) Radio Sequencer實(shí)現(xiàn)了常規(guī)射頻運(yùn)行自動(dòng)化，例如，跳頻低占空比操作、LBT、RX Sniff、自動(dòng)確認(rèn)等，降低了MCU的干預(yù)度，提高了射頻能效。

-132 dBm @300 bit/s 433 MHz OOK 和 -128 Bm @300 bit/s 868 MHz 2(G)FSK的射頻接收靈敏度確保長(zhǎng)距離通信穩(wěn)定可靠。在 +20 dBm 輸出功率和 -128 dBm 靈敏度 (868 MHz) 下，300 bps GFSK取得的鏈路預(yù)算支持大于 1 公里的無(wú)線通信距離。

新產(chǎn)品還有一個(gè) IQ 接口，用于自定義調(diào)制方案，進(jìn)一步增強(qiáng)接收靈敏度，在嵌入優(yōu)化協(xié)議庫(kù)之前，可以使用 GNURadio 或類似工具分析測(cè)試后處理性能。除了完全可定制的專有協(xié)議外，還支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，包括 wM-Bus、Mioty、Wize、Sigfox、6LowPAN 以及 Wi-SUN 家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (HAN)。

該系列無(wú)線系統(tǒng)級(jí)芯片可與意法半導(dǎo)體的 MEMS 慣性環(huán)境傳感器無(wú)縫整合，利用意法半導(dǎo)體的 ML/AI 算法和工具箱開(kāi)發(fā)需要位置和情境感知的應(yīng)用，以及工業(yè)、智慧城市或農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的電池供電的遠(yuǎn)程監(jiān)控器和無(wú)線傳感器。

作為一體化系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC)，STM32WL33 系列讓開(kāi)發(fā)人員接觸到廣闊的 STM32 生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)在，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)包括器件專用的 STM32CubeWL3 軟件、中間件和NUCLEO-WL33CC1 868-915MHz開(kāi)發(fā)板、NUCLEO-WL33CC2 433MHz開(kāi)發(fā)板。此外，該系列MCU現(xiàn)在還有專用的匹配的濾波器 (MLPF-WL-01D3/02D3/04D3)，這些濾波器采用意法半導(dǎo)體的集成無(wú)源器件 (IPD) 技術(shù)，為開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)簡(jiǎn)單且節(jié)省空間的射頻性能優(yōu)化方案。此外，還有一套免費(fèi)的參考設(shè)計(jì)(STDES-WL3xxxx) 可節(jié)省研發(fā)成本，簡(jiǎn)化射頻設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低新產(chǎn)品上市難度。這些基于STM32WL33 系列的參考設(shè)計(jì)進(jìn)行了預(yù)先認(rèn)證和微調(diào)，涵蓋頻段、射頻功率、MCU 封裝以及雙層或四層 PCB 等多種選擇。

Wireless Studio Environment (STM32CubeWiSE) 是一款基于圖形用戶界面的工具箱，可大大縮短學(xué)習(xí)時(shí)間并帶來(lái)開(kāi)箱即用的體驗(yàn)。工具箱包括 WiSE-RadioCodeGen射頻協(xié)議運(yùn)行自動(dòng)化代碼生成器和 WiSE-RadioExplorer瀏覽器，代碼生成器附帶新產(chǎn)品專用的 WL33 Radio Sequencer，瀏覽器可以幫助用戶充分利用尖端的射頻功能，并順利完成射頻測(cè)試認(rèn)證過(guò)程。

QFN32封裝的 STM32WL33K8V6現(xiàn)已開(kāi)售。NUCLEO-WL33CC1 和 NUCLEO-WL33CC2 開(kāi)發(fā)板現(xiàn)已在意法半導(dǎo)體 eSTore和代理商處上架。